砕屑性ジルコン用母岩推定図の作成

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H01991
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 澤木 佑介 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00635063)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大野 剛 学習院大学, 理学部, 教授 (40452007)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 甲府花崗岩 / 大峯花崗岩 / ジルコン / 微量元素 / ゼノタイム置換

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではジルコンの微量元素組成から母岩の化学情報を推定する事を目指し、砕屑性ジルコン用の母岩推定図の作成に取り組んでいる。具体的な目標を、花崗岩形成時の堆積岩混入量をモニターする指標を作る事とする。
堆積岩及び花崗岩親マグマは場所によって多様である。それ故に先行研究のように複数地域から採取した多様な花崗岩を一緒くたに扱うと複雑すぎて堆積岩混入量の指標作りには適さない。日本の中新世花崗岩は形成年代が若いが故に岩石自体が新鮮であり、日本人地質学者による詳細な地質調査のおかげで花崗岩及び貫入先の地質情報が豊富である。この利点を利用し、日本の中新世花崗岩を用い、花崗岩とジルコン双方の微量元素濃度を調べ、堆積岩混入量が増えるにつれてジルコン中に増加する微量元素を特定する。2020年度は甲府盆地、紀伊山地に産するそれぞれの花崗岩に対し、以下の研究を行った。
甲府花崗岩体内の複数岩体から岩石を採取し、ジルコンのU-Pb年代測定を行った。その結果、甲府花崗岩を形成した火成活動は1550、1300、1050、400万年前の4回の時期に細分される事が明らかになった。この結果は国際誌に投稿し受理された。電子顕微鏡下で薄片を観察した結果、トール石、モナザイトは明らかにジルコンよりも晶出が早く、ゼノタイムがジルコンと共存したり固溶している様子が観察された。一般に堆積岩混入指標とされるThが、甲府花崗岩のジルコンにおいて今一つ堆積岩混入指標に成りえないのはこれら鉱物が先にThを吸収してしまうためと考えられる。一方で、甲府花崗岩の場合、NbやTa、Ceといった元素は、ジルコン内でも堆積岩混入度の指標として有用そうである事、ゼノタイム置換が起こると五価のイオン濃度が上昇する事などが明らかになってきた。
紀伊山地に産する大峯花崗岩体内の複数岩体及び周囲の堆積岩帯から岩石試料を採取した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度は甲府花崗岩体から追加岩石試料採取を行った。年代測定をして論文化を済ませ、ジルコン中微量元素組成についても追加分析を行った。その結果、上述のように甲府花崗岩体の場合に堆積物混入指標として有用な元素もある程度絞り込めた。一方で、紀伊山地に産する大峯花崗岩体からも岩石採取を行うことができ、おおよそ当初の計画通り研究は進展しているとの自己評価に至った。

Strategy for Future Research Activity

昨年度の研究進捗状況を踏まえ、本年度は、本研究が対象としている甲府盆地、紀伊山地、南九州に産する花崗岩其々について、以下の研究を計画している。
甲府花崗岩については、上述のように追加のデータ取得を済ませた。本年度はそれらの結果をまとめ、論文を国際誌へ投稿する。
紀伊山地の大峯花崗岩体については、採取してきた岩石の薄片記載を行い、ジルコンの微量元素組成に影響を与えると見込まれる副次鉱物の産状を記載する。具体的にはルチル、スフェーン、燐灰石、ゼノタイム、モナザイト、トール石とジルコンがどのよう
な晶出順序にあるのかを明らかにする。その後、岩石を弗酸ー過塩素酸を用いて酸分解し、イオン交換によって共存元素を除去した後、ストロンチウム同位体比を測定する。得られた結果を地質図上の位置と照らし合わせ、大峯花崗岩体内の各岩体が取り込んだ堆積物量を推定する。時間があれば、花崗岩からジルコンも抽出する。
中新世花崗岩の東西方向の多様性を調べるために、南九州に産する南大隅花崗岩(S型、チタン鉄鉱系列)、市房山花崗岩(I型、チタン鉄鉱系列)から岩石試料を採取する。採取した岩石から薄片を作成し、上記同様、ジルコンと副次鉱物がどのような晶出順序にあるのかを明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] U-Pb ages of granitoids around the Kofu basin: Implications for the Neogene geotectonic evolution of the South Fossa Magna region, central Japan (2020)
  • Author(s): Sawaki, Y., Asanuma, H., Abe, M., Hirata, T.
  • Journal Title: Island Arc Volume: 29(1) Pages: e12361
  • DOI: 10.1111/iar.12361
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Redox conditions and nitrogen cycling during the Triassic-Jurassic transition: A new perspective from the mid-Panthalassa (2020)
  • Author(s): Fujisaki, W., Fukami, Y., Matsui, Y., Sato, T., Sawaki, Y., Suzuki, K.
  • Journal Title: Earth-Science Reviews Volume: 204 Pages: 103173
  • DOI: 10.1016/j.earscirev.2020.103173
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hf-O isotope systematics of zircons from the Taitao Granitoids: Implications for slab-melting material (2020)
  • Author(s): Suzuki, K., Sawaki, Y., Iizuka, T., Kitajima, K., Hattori, K., Hirata, T., Anma, R.
  • Journal Title: Lithos Volume: 372-373 Pages: 105665
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2020.105665
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Importance of some Prokaryotes in the origin of Eukaryotes and the global environment at that time (2020)
  • Author(s): Takeyama, N., Takahashi, Y., Nagata, S., Sawaki, Y., Sato, T., Maruyama, S., Kanai, A.
  • Journal Title: Journal of Geography Volume: 129(6) Pages: 899-912
  • DOI: 10.5026/jgeography.129.899
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 最古型生命が生息する白馬地域の温泉水の分類と生命の起源の解明における冥王代疑似環境生態系の重要性 (2020)
  • Author(s): Maruyama, S., Sato, T., Sawaki, Y., Suda, K.
  • Journal Title: Journal of Geography Volume: 129(6) Pages: 757-777
  • DOI: 10.5026/jgeography.129.757
  • Peer Reviewed
• [Presentation] LA-ICP-MS/MSを用いたジルコン中の微量元素測定 における高確度化の検討 (2020)
  • Author(s): 横山晶 , 坂田周平, 澤木佑介, 山本伸次, 深海雄介, 大野剛
  • Organizer: 2020年度日本地球化学会年会
• [Presentation] 14Cおよび希ガス同位体を用いた白馬八方蛇紋岩温泉メタンの起源研究 (2020)
  • Author(s): 須田好, 阿瀬貴博, 宮入陽介, 横山祐典, 松井洋平, 上田修裕, 齋藤拓也, 佐藤友彦, 澤木佑介, 中井亮佑, 玉木秀幸, 高橋浩, 森川徳敏
  • Organizer: 2020年度日本地球化学会年会
• [Presentation] 高確度窒素・炭素同位体比測定に向けた前処理法の検討: 堆積岩標準試料を用いた再評価 (2020)
  • Author(s): 藤崎渉, 松井洋平, 澤木佑介
  • Organizer: 2020年度日本地球化学会年会
• [Presentation] Reactive iron supply control dominant sulfur species in the limestones of Ediacaran Doushantuo and Dengying Formations (2020)
  • Author(s): 松浦史宏, 中田亮一, 上野雄一郎, 澤木佑介, 斎藤誠史, 梶谷伊織, 臼井寛裕
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] Radiocarbon and noble gas isotope study to constrain origin of methane in Hakuba Happo serpentinite-hosted hot spring (2020)
  • Author(s): 須田好, 阿瀬貴博, 宮入陽介, 横山祐典, 松井洋平, 上田修裕, 齋藤拓也, 佐藤友彦, 澤木佑介, 中井亮佑, 玉木秀幸, 高橋浩, 森川徳敏
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] The demise of the positive carbon isotope excursion in the Paleoproterozoic Francevillian Basins, Gabon (2020)
  • Author(s): Sato, T., Sawaki, Y., Maruyama, S., Bakakas, K., Moussavou, M., Edou-Minko, A.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] カナダ・ヌブアギツック表成岩帯の炭酸塩岩の地質学的産状と化学組成を用いた初期太古代の熱水組成の推定 (2020)
  • Author(s): 吉田聡, 澤木佑介, 小宮剛
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
  • Invited
• [Presentation] Ocean oxidation and microbial activity just after the Marinoan Snowball Earth (2020)
  • Author(s): 小宮剛, 安西みゆき, 丸岡照幸, 松井洋平, 西澤学, 澤木佑介
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] カナダ・ラブラドール地方の堆積岩の年代測定 (2020)
  • Author(s): 須藤克誉, 鹿児島渉悟, 高畑直人, 佐野有司, 澤木佑介, 小宮剛, ベカート デビッド, ブロードレイ マイケル, マーティ ベルナード
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] Occurrence, petrography and chemical compositions of black shale in the Isua supracrustal belt: A potential to decode surface environmental conditions on the early Earth (2020)
  • Author(s): Suzuki, A., Sawaki, Y., Komiya, T.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2020年大会
• [Presentation] Iron Limitation Enhance Organic Matter Sulfurization within the Limestones of the Ediacaran Dengying Formation (2020)
  • Author(s): Matsu'ura, F., Nakada, R., Ueno, Y., Sawaki, Y., Saitoh, M., Kajitani, I., Usui, T.
  • Organizer: Goldschmidt 2020 Conference
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 澤木佑介のHP
  • URL: https://y-sawaki.jimdofree.com/